專利名稱：硬盤驅動器及干燥裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式總地涉及用于敏感電子設備中的干燥裝置，其具有差異化滲透膜。
背景技術：
硬盤驅動器(HDD)是容置在保護殼中并在具有磁表面的ー個或多個圓形盤上(盤也稱為盤片(platter))存儲數字編碼數據的非易失性存儲設備。HDD操作吋，每個磁記錄盤被主軸系統(tǒng)快速旋轉。利用通過致動器定位于盤的特定區(qū)域之上的讀/寫磁頭，從磁記錄盤讀出數據以及向磁記錄盤寫數據?！?br> 讀/寫磁頭利用磁場從磁記錄盤表面讀出數據及向其寫入數據。由于磁偶極場隨著與磁極的距離而快速減小，所以必須嚴格控制讀/寫磁頭與磁記錄盤表面之間的距離。在磁記錄盤旋轉時，致動器依賴于懸架作用于讀/寫磁頭上的力來提供讀/寫磁頭與磁記錄盤表面之間的適當距離。讀/寫磁頭因此稱為“飛行”在磁記錄盤表面之上。當磁記錄盤停止旋轉時，讀/寫磁頭必須從盤表面“著陸”或被拉開到機械著陸坡道上。因為讀/寫磁頭飛行得非常接近磁記錄盤表面，所以HDD內的部件會對HDD的保護殼內的濕氣、污染物及其它雜質和缺陷敏感。隨著時間的推移，新HDD型號的設計已經能夠實現越來越低的飛行高度。隨著飛行高度降低，磁存儲設備(諸如HDD)經受來自高的內部水蒸汽濃度的損害的風險増大。高濃度的水蒸汽能改變飛行高度且因而影響錯誤率或者甚至使磁記錄頭損耗(wear upon)。此外，高濃度的水蒸汽能促進各種不期望的エ藝諸如腐蝕。作為舉例說明，如果內部濕度增カロ，則在30°C，飛行高度有相對小的改變；然而，在60°C (這是數據中心中HDD的通常內部操作溫度)，該影響顯著得多并且磁讀/寫磁頭的典型的空氣軸承(air bearing)將隨著濕度提高而導致飛行高度的顯著下降。干燥劑可用于電子設備(諸如HDD)內以降低其中的水蒸汽濃度。

發(fā)明內容
觀察到干燥劑與其環(huán)境快速平衡。實質上，干燥劑通過按需吸收或釋放水分緩沖其環(huán)境的濕度來維持平衡。用于HDD中的常見干燥劑的容量遠超過干燥劑需要吸收或釋放的水分的量，從而維持HDD內部處于特定濕度。該特性引起的問題在于，如果HDD自身或其中安裝了 HDD的系統(tǒng)在其儲藏期間干燥劑已經吸收了濕氣，則在HDD置于操作中之后干燥劑將發(fā)揮作用來維持該濕度。對于HDD來說，在任何濕度下，水蒸汽濃度將隨著溫度超線性増加。盡管通常假定當溫度升高時，殼的相対濕度將相應下降，但這事實上只是在殼中沒有能保持溶解的(dissolved)或吸收的水分的材料的時候才成立。完全空的全金屬殼將隨著溫度増加表現出相対濕度的下降；但如果殼中存在水分吸收劑，則相對濕度的改變將較小，或甚至根本沒有改變。如果HDD儲藏在潮濕環(huán)境中，諸如在海運期間或者在沒有空氣調節(jié)設備的倉庫中保管期間所可能遇到的，HDD內部將在一個月左右與周圍環(huán)境平衡。如果干的干燥劑在制造時放置于HDD內部，則干燥劑濕度提高以與周圍環(huán)境相等將需要幾個月。然而，一旦加載有水分，則干燥劑在HDD投入運行時將導致保持高的濕度。通過在通氣過濾器上使用擴散限制通道以控制水蒸汽、有機物蒸氣、及腐蝕劑進入HDD，這被惡化。一旦HDD運行，高滲透墊圈將允許水蒸汽從HDD內部散逸。然而，同一高滲透墊圈也將允許水分在HDD儲藏期間或關機期間進入HDD。原則上，可以使用適當驅動的閥來繞開(bypass)通氣裝置擴散限制通道。然而，這樣的驅動閥將增加HDD的成本和復雜度。而且，眾所周知，平的“舌門(flapper) ”型閥易于粘附且在關閉一些時間之后將需要大的開啟力。有利地，本發(fā)明的實施方式提供了疊層，取決于疊層的哪一側接近更高的水分濃度，其將允許水分以不同速率擴散。實施方式的疊層可用于構造用于包圍干燥劑材料的干 燥裝置。與允許水分擴散出干燥裝置的速率相比，一實施方式的干燥裝置允許水分以更快的速率擴散到干燥劑裝置中。在某些實施方式中，水蒸汽可擴散出干燥裝置的速率等于或接近水蒸汽可擴散出其中設置干燥裝置的電子設備的速率，由此保證電子設備內部中的水蒸汽的量不超過特定閾值。發(fā)明內容部分討論的實施方式不意圖暗示、描述、或教導這里討論的所有實施方式。因此，本發(fā)明的實施方式可包含該部分討論的特征以外的額外或不同的特征。


在附圖中，本發(fā)明的實施方式通過示例方式而不是限制方式被示出，附圖中相似的附圖標記指代類似的元件，其中圖I是根據本發(fā)明一實施方式的HDD的平面圖；圖2是根據本發(fā)明一實施方式的頭臂組件(HAA)的平面圖；圖3是描繪根據本發(fā)明實施方式的幾個示例干燥裝置的圖示；圖4是根據本發(fā)明一實施方式的、具有擴散通道的干燥裝置的圖示；圖5A和圖5B是曲線圖，示出相對濕度、絕對濕度([H2O])和溫度的相互關系；圖6是曲線圖，示出所測量的作為HDD內部的溫度和相對濕度的函數的飛行高度的改變；圖7A描繪疊層，由該疊層可以構造根據本發(fā)明一實施方式的干燥裝置的至少一部分；圖7B是根據本發(fā)明一實施方式的干燥裝置的圖示；以及圖8A和圖SB是曲線圖，示出關于擴散通過根據本發(fā)明一實施方式的疊層的水蒸汽的數據。
具體實施例方式對在電子設備中使用干燥裝置的方法進行描述。與允許水分擴散出干燥裝置的速率相比，干燥裝置允許水分以更快的擴散速率擴散到干燥裝置中。實施方式可用于防止包圍在干燥裝置內的干燥劑材料釋放大量的濕氣進入電子設備內部。在下面的說明中，為了解釋的目的，闡述了很多具體細節(jié)以提供對這里描述的本發(fā)明實施方式的透徹理解。然而，顯然的是，可以實踐這里描述的本發(fā)明的實施方式而不用這些具體細節(jié)。在其他情況下，以框圖形式示出了眾所周知的結構和裝置以避免不必要地模糊這里描述的本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的示例性實施方式的物理描述本發(fā)明的實施方式可用于防止敏感電子設備諸如硬盤驅動器(HDD)中使用的干燥劑釋放大量濕氣到敏感電子設備的內部。為了提供具體示例，將參照硬盤驅動器(HDD)描述本發(fā)明的特定實施方式。然而，根據本發(fā)明的實施方式的干燥劑可用在許多類型的電子設備內部。因此，本發(fā)明的實施方式 不必局限于使用在HDD中，因為本發(fā)明的實施方式具有更廣泛的適用性。根據本發(fā)明ー實施方式，HDD 100的平面圖示于圖I中。圖I示出包括滑塊IlOb的HDD的部件的功能性布置，滑塊IlOb包括磁記錄頭110a。HDD100包括至少ー個磁頭萬向組件(head gimbal assembly:HGA)110,HGA 110 包括磁頭(head)llOa、連接到磁頭 IlOa的引線懸架110c、及連接到滑塊IlOb的負載梁110d，滑塊I IOb在其遠端包括磁頭IlOa ;滑塊IlOb在負載梁IlOd的遠端連接到負載梁IlOd的萬向部分。HDD 100還包括可旋轉地安裝在主軸124上的至少ー個磁記錄盤120及連接到主軸124以旋轉盤120的驅動馬達(未示出)。磁頭IlOa包括用于分別在HDD 100的盤120上寫入信息和讀取存儲在HDD 100的盤120上的信息的寫元件和讀元件。盤120或多個(未示出)盤可利用盤夾128固定于主軸124上。HDD 100還包括連接到HGA 110的臂132、托架134、音圈電機(VCM)，VCM包括電樞(armature) 136和定子(stator) 144,電樞136包括連接到托架134的音圈140,定子144包括音圈磁體(未示出)，VCM的電樞136連接到托架134且配置為移動臂132和HGA 110來訪問盤120的各部分，托架134利用插入的樞軸承組件152安裝在樞軸148上。進ー步參照圖1，根據本發(fā)明ー實施方式，電信號例如到VCM的音圈140的電流、到垂直磁記錄(PMR)頭IlOa的寫信號和來自PMR頭IlOa的讀信號由柔性電纜156提供。柔性電纜I56與磁頭IlOa之間的互連可由臂電子(AE)模塊160以及其他的讀通道和寫通道電子部件提供，臂電子模塊160可具有用于讀信號的板載前置放大器。柔性電纜156耦接到電連接塊164,電連接塊164通過HDD外殼168提供的電饋通(feedthrough)(未示出)來提供電通信。HDD外殼168 (根據HDD外殼是否被鑄造，也稱為鑄件)與HDD罩(未示出)一起為HDD 100的信息儲存部件提供密封的保護殼(protective enclosure)。進ー步參照圖1，根據本發(fā)明ー實施方式，包括盤控制器和伺服電子系統(tǒng)(包括數字信號處理器(DSP))的其他電子部件(未示出)提供電信號到驅動馬達、VCM的音圈140和HGA 110的磁頭110a。提供到驅動馬達的電信號能使驅動馬達轉動，提供轉矩到主軸124，轉矩進而被傳輸到通過盤夾128固定到主軸124的盤120 ;結果，盤120沿方向172旋轉。旋轉的盤120產生用作空氣軸承的氣墊，滑塊IlOb的氣墊面(ABS)騎在該氣墊上，從而滑塊IlOb飛行于盤120的表面之上，而不與盤120的其中記錄信息的薄磁記錄介質接觸。提供到VCM的音圈140的電信號能使HGA 110的磁頭IIOa訪問其上記錄信息的磁道(track)176。因此，VCM的電樞擺動通過弧180，這使通過臂132連接到電樞136的HGA 110能訪問盤120上的各個磁道。信息在盤120上存儲于多個同心磁道(未示出)中，磁道在盤120上布置成扇區(qū)，例如扇區(qū)184。相應地，每個磁道由多個扇區(qū)磁道部分組成，例如扇區(qū)磁道部分188。姆個扇區(qū)磁道部分188由記錄數據和頭部(header)構成,頭部包含伺服脈沖信號(servo-burst-signal pattern)圖案如ABCD伺服脈沖信號圖案、識別磁道176的信息、以及誤差校正碼信息。在訪問磁道176時，HGA 110的磁頭IlOa的讀元件讀取伺服脈沖信號圖案，其提供位置誤差信號(PES)到伺服電子系統(tǒng)，伺服電子系統(tǒng)控制提供到VCM的音圈140的電信號，使得磁頭IlOa能跟蹤磁道176。發(fā)現磁道176且識別特定的扇區(qū)磁道部分188時，根據盤控制器從外部裝置例如計算機系統(tǒng)的微處理器接收的指令，磁頭IlOa或者從磁道176讀取數據，或者寫數據到磁道176。本發(fā)明的實施方式還涵蓋包括HGA 110、盤120和臂132的HDD 100，盤120可旋轉地安裝在主軸124上，臂132連接到HGA 110，HGA 110包括滑塊110b，滑塊IlOb包括磁頭 IlOa0現在參照圖2，根據本發(fā)明一實施方式，示出包括HGA 110的磁頭臂組件(HAA)的 平面圖。圖2示出關于HGA 110的HAA的功能布置。HAA包括臂132和HGA 110，HGA 110包括滑塊110b，滑塊IlOb包括磁頭110a。HAA在臂132處連接到托架134。在HDD具有多個盤或盤片(本領域中盤有時稱為盤片)的情況下，托架134稱為“E塊”或梳(comb)，因為托架布置來承載多個臂的成組陣列，這賦予它梳的外觀。如圖2所示，VCM的電樞136連接到托架134，音圈140連接到電樞136。AE 160可連接到托架134，如圖所示。托架134利用插入的樞軸承組件152安裝在樞軸148上。調整用在電子設備內部中的干燥裝置的水蒸汽滲透率本發(fā)明的實施方式有利地提供對干燥裝置的水蒸汽滲透率的調整，從而與允許水分擴散出干燥裝置的擴散速率相比，允許水分以更快的擴散速率擴散進入干燥劑裝置中。這里使用時，術語“干燥裝置”指的是包圍或圍繞干燥劑材料的物理殼。干燥劑材料是用于吸收敏感電子設備(諸如但不限于HDD 100)內的水蒸汽的任何材料。實施方式可用于防止在HDD 100內部干燥裝置以過高而不期望的速率釋放濕氣。這樣，可以在HDD 100的殼沒有足夠快速地排出水蒸汽的能力時，避免干燥裝置在短時間內在HDD 100的內部中釋放大量濕氣的情況。事實上，在一些現有方法中，申請人注意到水蒸汽通過HDD的殼的滲透率是水蒸汽通過所用的干燥裝置的滲透率的大約1/100至1/50，在一些情況下，認為該范圍可能甚至更大，諸如是干燥裝置的水蒸汽滲透率的1/250至1/25。因此，本發(fā)明的某些實施方式將在HDD 100中使用的干燥裝置的滲透率調整為匹配或大致等于干燥裝置位于其中的HDD 100的殼的滲透率。例如，在該具體示例中，根據一實施方式的干燥裝置的調整后的水蒸汽滲透率將被調整為干燥裝置的原始水蒸汽滲透率的1/100 至 1/50。HDD的水分滲透率可基于對HDD的每個型號的設計進行的分析而決定。換言之，在某些實施例中，對所制造的每個HDD測試水蒸汽滲透率可能是不必要的，相反，對HDD的設計做出改變的任何時候可以確定HDD的型號的水蒸汽滲透率。例如，具體HDD系列可包括具有不同容量的幾個型號，但是只要殼的技術相同，驅動與干燥速率的比率將相同并且不需要測試。然而，如果作為降低成本的一部分使用不同的蓋密封墊(cover gasket)材料，則應該重新測量HDD殼的水分滲透率并且調整干燥裝置的滲透率。為了舉例說明具體示例，假設位于存儲設備中的特定HDD在30°C具有60%的內部相對濕度(RH)。在HDD通電并開始操作之后，HDD內部變熱至65°C的運行溫度。結果，絕對濕度(AH)將顯著改變，例如從llg/m3改變至57g/m3。HDD運行時，HDD外部的環(huán)境可以為25°C且相對濕度(RH)為70%以及絕對濕度(AH)為llg/m3。因此，將存在水分通過擴散從HDD流出到外部環(huán)境的凈流量。然而，隨著HDD內的水蒸汽濃度降低,HDD內部中的水蒸汽通過擴散的損失將被來自快速平衡的干燥劑的水蒸汽的流入彌補，該干燥劑起水蒸汽的儲蓄器(reservoir)和緩沖器的作用。通過限制干燥裝置的水蒸汽滲透率，如通過實施方式所實現的，在給定時間干燥裝置排出的水蒸汽的量不應大于通過擴散損耗到HDD外部的水蒸汽的量。降低干燥裝置的水蒸汽滲透率的額外優(yōu)點是允許制造期間更小的濕氣吸收和/或允許就HDD的在程工作(work-in-process，WIP)時間而言的更大靈活性。例如，將干燥裝置的水蒸汽滲透率降低為1/100至1/50以匹配HDD殼的水蒸汽滲透率將使?jié)駳馕战档蜑?/100至1/50并允許50-100倍量的HDD的在程工作(WIP)的時間。干燥裝置能夠以各種不同方式構造
在ー實施方式中，制造干燥裝置的材料選擇為具有對于水分的適當低的滲透率。這樣做的目的是防止干燥裝置的水分滲透率比HDD殼的水分滲透率高ー個數量級。在HDD中使用的干燥裝置通常由包圍干燥劑材料的成型體或模制體構造。干燥裝置可以包括蓋，但不是必需的。在現有方法中，干燥裝置的蓋以及有可能干燥裝置的整個主體可由具有高的水分滲透率的材料構成。相反，根據本發(fā)明實施方式，干燥裝置的主體由向干燥裝置提供與HDD殼的水分滲透率匹配或基本類似的水分滲透率的材料構造制成。存在若干種實現這點的方式。例如，用于構造干燥裝置的主體的所有材料可具有在與干燥裝置的可用面積結合的情況下、按需匹配HDD殼的水蒸汽滲透率的適當低的水分滲透率。作為涉及具有蓋的干燥裝置的另ー示例，用于形成干燥裝置的ー種材料可具有可以忽略的水分滲透率，同時用于形成干燥裝置的不同部分(諸如蓋)的另ー材料可具有在與該部分的面積結合的情況下、與HDD殼的水蒸汽滲透率適當匹配的滲透率。作為涉及具有蓋的干燥裝置的額外示例，干燥主體的材料和構成蓋的材料可具有可以忽略的水蒸汽滲透率；然而，干燥主體可具有擴散通道，該擴散通道的長度和面積對水蒸汽產生限制，該限制適當地匹配HDD殼的水蒸汽透過率。這樣的方法示于圖4中，圖4是根據本發(fā)明ー實施方式的、具有擴散通道的干燥裝置的圖示。注意圖4中繪示的擴散通道不是按比例繪制的。在一些情況中，應該注意提供用于平衡干燥裝置的內部和外部之間的壓力的裝置。該平衡裝置可以很小，或者在適合情況下甚至依賴于在干燥裝置的內部和外部之間的、通過構成干燥裝置的材料的氣體的擴散。干燥裝置可以以各種不同方式實現。圖3是描述根據本發(fā)明實施方式的幾個示例干燥裝置的圖示。如圖3所示，干燥裝置在物理上可以實現為各種不同結構，諸如袋、盒和盆(tub)。圖3中示出的示例不意圖描繪干燥裝置可以采用的所有形式，而僅是可以構造干燥裝置的幾種方式的示例。如圖3所示，袋的容納物被多孔材料完全包圍，而盒或盆的容納物由部分地多空材料包圍以及部分地由無孔材料包圍。干燥裝置的無孔表面可利用塑料材料構造，同時干燥裝置的多孔表面可利用允許水蒸汽分子通過其透過的微孔材料構造。在ー實施方式中，微孔材料包括至少一層膨體聚四氟乙烯(ePTFE )。干燥裝置在HDD 100內部中可處于任何地方，在HDD 100中干燥裝置與HDD 100內部的空氣空間連通。在一實施方式中，干燥裝置可固定或位于HDD 100內部中，使得干燥裝置位于HDD 100操作時的氣流中。調整干燥裝置的水分滲透率的說明性示例現在將給出各實施方式的幾個非限制性的說明性示例。在一實施方式中，干燥裝置可利用具有適合的水蒸汽滲透率(即，干燥裝置的滲透率匹配或基本類似于HDD 100的殼的水蒸汽滲透率)的聚合物膜構造。干燥裝置可采用的形式的示例為管、包、袋、盒或盆。干燥裝置可由諸如聚醚酰胺(polyetheramide)、聚氨酯(polyurethane)、聚酯或聚碳酸酯的材料構成。該示例中的干燥裝置可構造為具有利用無紡布制成的部分，無紡布被層壓從而由比干燥裝置的其余部分具有更小的水分滲透率的材料形成非常薄的擴散阻擋層。無紡 布可層壓在擴散阻擋膜的任一側。根據另一實施方式，干燥裝置的一部分(“主體”)由諸如聚丙烯的材料模制制成，從而構成干燥裝置主體的材料的厚度和水分滲透率有效防止水分透過干燥裝置的主體。干燥裝置可具有蓋，所述蓋由具有一厚度和水分滲透率的材料制成以限制水分以匹配或基本類似于HDD殼的水分滲透率的速率透過蓋。這樣的構造蓋的材料可選自聚碳酸酯、聚氨酯或類似材料。用于形成干燥裝置的主體的材料可由聚合物膜構成，使得其有效地不使水透過?；蛘?，用于形成干燥裝置的主體的材料可以是鋁化的聚酯或用于濕氣阻擋包的層疊箔。其它濕氣阻擋材料可用于形成干燥裝置的主體。將干燥裝置的水分滲透率調整為匹配或類似于HDD殼的水分滲透率可通過在覆蓋有不同材料的干燥裝置的主體中形成“窗口”或孔實現。形成干燥裝置的材料的類型及窗口的面積將影響干燥裝置的水分滲透率。用于形成具有窗口的干燥裝置的合適材料的例子為聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯，以及特定的硬的軟嵌段共聚物(hard soft block copolymer)材料諸如COPE。窗口可利用微米或納米多孔材料的窗口實現，微米或納米多孔材料的孔結構和密度選擇為允許滲透率與HDD殼匹配。這樣的適于覆蓋或形成窗口的材料的例子是低伸展(low-stretched)膨體PTFE和離散孔過濾材料(諸如 EGMillipore 及 NUcleapore )。根據另一實施方式，干燥裝置的主體由諸如聚丙烯或聚酯的材料形成，所述材料與主體的選定厚度一起實質上防止水分透過干燥裝置的主體。在該實施方式中，干燥裝置可包括由類似材料構成的蓋。蓋可構造為具有通道(“擴散限制通道”)，通道通過橫截面積與長度的比率限制擴散。這樣的擴散限制通道的示例尺寸為14_長、0. 3_深及0. 7_寬，給出大約0.015cm的A/L (面積/長度)。圖4描繪(不是按比例繪制)根據一實施方式的、具有擴散限制通道的干燥裝置。這些尺寸應該設計為提供所需的阻力以使干燥裝置的水分滲透率匹配或基本類似于HDD殼的水分滲透率。有幾種方式構造一實施方式的干燥裝置的部分以防止或基本防止水分通過其透過。例如，金屬箔疊層和蒸鍍的金屬可用于構造干燥裝置的部分，且這樣的材料基本防止水分從其透過。合適的材料的其它例子包括濺射或化學氣相沉積的材料諸如二氧化硅以及具有高阻塑料(諸如3M ACLAR膜，ACLAR是氟氯乙烯聚合物的商品名)的疊層。干燥裝置的主體可由管或包形成，所述管或包由具有低濕氣透過率的膜和具有高濕氣透過率的另一膜的一個疊層形成。后者可以是無紡布或者微孔材料諸如膨體PTFE。膜層可通過針穿孔、激光燒蝕、火花放電、或用于產生具有非常小且一般可控的尺寸的多個孔的任何其它方法打孔?？椎拿娣e和膜的密度產生對水分從其透過的限制?？芍圃旄稍镅b置的疊層可包括多層。例如，如果疊層包括三層，則中間層可由致密無紡布(諸如壓光氣流成網聚酯(calendared airlaid polyester))構成,夕卜層可由通過針穿孔、激光燒蝕、火花放電、或用于產生多個孔的任何其它方法打孔的層構成。致密疊層在具有小孔的兩層之間形成限制性層。該過程可以重復以提高對水蒸汽的透過的阻力。制造過濾介質的另一方式是暴露于輻射之后蝕刻多個小孔或通過其它方式從而在層中產生非常精細的孔。在ー實施方式中，干燥裝置主體可利用具有低水蒸汽透過率的材料模制，蓋由類似材料制成。蓋可通過玻璃、塑料或金屬的ー個或多個微毛細管打孔。微毛細管的橫截面積與毛細管的長度和數量一起調節(jié)水分滲透率。在另ー實施方式中，其中干燥裝置包括主體和蓋(或蓋子)，干燥裝置的主體和蓋通過成型橡膠墊圈連接，使得用于固化墊圈的高劑量輻射將產生粗糙表面。墊圈的粗糙表 面產生大量的非常小的通道。通過調整墊圈材料、輻射劑量、填充劑等，墊圈的水分滲透率可調整為導致具有與HDD的殼匹配或類似的水分滲透率的干燥裝置。注意水分滲透受限于干燥裝置及離開干燥裝置的具體方式可在各實施方式中變化,如上面討論中所示出的。利用差異化滲透膜構造干燥裝置在某些實施方式中，在其中儲藏和運輸HDD的包裝及密封HDD免于污染的墊圈可能都不是不滲水的。HDD中使用的低成本原位成形墊圈(FIPG)和低成本原位分配墊圈(DIPG)通常是中等程度可滲透水的。當HDD被制造時，所有部件將處于或幾乎處于制造潔凈室的平衡濕度中。在某些情況下，來自清潔エ藝的水分可能沒有完全從HDD移除。通常在HDD內部使用干燥裝置，以用于在HDD的機械組裝之后及HDD完成諸如伺服寫入和測試的エ藝之前降低濕度。干燥裝置還可用作防止HDD在運輸或儲藏期間暴露于濕氣的主要保護。用于HDD中的現有技術干燥設備的典型屬性之一是干燥設備允許水蒸汽從其自由透過。因此，即使該透過被限制，吸收率與解吸率相同。因此，如果在HDD內部與HDD外部的環(huán)境達到平衡之后吸收劑從HDD內部快速移除水分，一旦HDD內部的溫度上升，則吸收劑中的水蒸汽將散發(fā)出來以維持HDD內部的相対濕度。隨著升高的溫度而恒定的相対濕度(RH)導致絕對濕度或水蒸汽濃度的升高。有效平衡將被維持，導致HDD投入運行之后幾天甚至幾周的高水蒸汽濃度。圖5A和5B是曲線圖，示出相対濕度、絕對濕度([H2O])和溫度的相互關系。如圖5A-5B所示，盡管相対濕度將隨著溫度升高而保持恒定，但是水蒸汽濃度將增加，這對HDD造成風險。這是因為HDD中蒸汽狀態(tài)的水的量與HDD內的材料(諸如塑料和干燥劑)中的水的量相比而言是小的。結果，當溫度升高時，這樣的HDD的內部材料中的水分被釋放。圖6是曲線圖，示出所測量的作為HDD內部的溫度和相対濕度的函數的飛行高度的改變。如圖6所示，HDD的飛行高度隨著HDD內的相対濕度的增加而降低，由此威脅HDD的正常操作。通過引用結合于此的名稱為“MagneticStorage Device with Dynamic HumidityControl System to Mitigate Water Vapor Transients”的Brown等人的美國專利申請US13/212，038和發(fā)明名稱為“Magnetic Storage Device with Multi-Functional Componentfor Controlling Chemical and Water Vapor Therein” 的 Brown 的美國專利申請 US13/211，748 (下面簡稱Brown專利申請)教導了通過使?jié)駳鈱U散出干燥裝置的速率和擴散出HDD殼的速率平衡來控制HDD內部的濕度水平的方法。本發(fā)明的實施方式提供了以比濕氣將從干燥裝置散發(fā)到HDD內部中的速率更快的速率、從HDD內部吸收濕氣到干燥裝置中的方法。本發(fā)明的實施方式可以與由Brown專利申請教導的方法結合使用，但是不是必需的。一種方式，其中干燥裝置可構造為以比濕氣可從干燥裝置擴散到HDD內部中的速率更快的速率從HDD內部吸收濕氣到干燥裝置中，是利用圖7A的疊層700形成干燥裝置。圖7A描繪疊層700，由該疊層700可以構造根據本發(fā)明一實施方式的干燥裝置的至少一部分。疊層材料700可利用面向外部的材料702和面向內部的材料704構造。注意雖然圖7A·中僅示出了疊層700中的兩個層，但在本發(fā)明其它實施方式中疊層700可由三個層或更多層構成。如果干燥裝置外部的相對濕度大于干燥裝置內部的相對濕度，則水分越過多部分膜(multipart membrane)的遷移速率顯著大于當干燥裝置內部的相對濕度大于干燥裝置外部的相對濕度時的遷移速率。疊層700可由基于其水溶性和擴散速率選擇的不同材料構成。選擇為面向外部的材料702和面向內部的材料704的具體材料將影響水分從疊層700的兩側的總體擴散率。雖然多種材料可用于面向外部的材料702和面向內部的材料704，但面向外部的材料702應該比面向內部的材料704具有更高的水溶性。在一實施方式中，面向外部的材料702應該被水蒸汽增塑，而面向內部的材料704不應該被水蒸汽增塑。通過選擇用于被水蒸汽增塑的面向外部的材料702的材料，濕氣從干燥裝置外部轉移到干燥裝置內部的速率將隨著面向外部的材料702中水分含量的增加而增大。在一實施方式中，面向內部的材料704對水蒸汽不是高度抗拒的，從而避免對于疊層700的過度慢的擴散速率。為了說明具體示例，面向外部的材料702可以是水增塑的且高度吸收水的材料，具有高的官能團對碳氫骨架的比率(ratio of functionality to hydrocarbon backbone),而面向內部的材料704可具有低的水溶性且沒有極性官能團(polar functionality)。
具體實施方式
采用聚酰胺6作為面向外部的材料702,同時采用高彈性(high flexibility)中等密度聚乙烯作為面向內部的材料704。其它實施方式使用PA-66或PA-4作為面向外部的材料702以及使用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)作為面向內部的材料704。PA-66或PA-4的商業(yè)示例為Nylon 且乙烯和四氟乙烯的共聚物的商業(yè)示例為杜邦的Tefzel 。使用嵌段聚合物(例如，COPE或PEBA)作為面向外部的材料702抑制了差異化效果，即使嵌段聚合物具有非常高的水分擴散率，使用剛性材料用于具有低水溶性的面向內部的材料704也是這樣(例如，聚丙烯或全氟乙丙烯(FEP))，如圖8A-8B所示。圖7B是根據本發(fā)明一實施方式的干燥裝置710的圖示。干燥裝置710的至少一部分可利用圖7A所示的疊層構造。干燥裝置710例如可用在服務器類HDD或HDD 100內部。如圖7B所示，干燥裝置710將比其釋放濕氣顯著更快地吸收濕氣。如上所解釋的，干燥裝置710的流出擴散速率可設計為等于或接近從干燥裝置710位于其中的HDD的內部到干燥裝置710位于其中的HDD的外部環(huán)境的水蒸汽擴散速率。
圖8A-8B是曲線圖，示出關于擴散通過根據本發(fā)明ー實施方式的疊層700的水蒸汽的數據。圖8A-8B所示的數據描繪了ー試驗，其中疊層700跨過干燥裝置的開ロ(或“窗ロ”)放置，在干燥裝置的內部測量濕度。如圖8A-8B所示，當水蒸汽穿過疊層700并建立動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)(kinetic steady state)時,存在小的滯后(當濕氣穿過面對內部的材料704時滯后更大)。如圖8A-8B所示，一旦從面向外部側到面向內部側穿過疊層700的水蒸汽建立動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，水蒸汽的移動就處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在前述說明書中，本發(fā)明的實施方式已經參照很多具體細節(jié)進行了描述，所述具體細節(jié)從一種實施例到另ー種實施例可以變化。因此，本發(fā)明及申請人意圖的本發(fā)明的唯一排他性表示是本申請?zhí)岢龅臋嗬?以這些權利要求提出的具體形式，包括任何后續(xù)修改)。這里為這些權利要求中含有的術語明確闡明的任何定義指導權利要求中使用的這些術語的含義。因此，沒有任何在權利要求中未明確陳述的限制、元件、性質、特征、優(yōu)點或屬性應該以任何方式限制這些權利要求的范圍。因此，說明書和附圖認為是說明性的而不是限制意義上的?！?br> 權利要求
1.一種硬盤驅動器，包括 殼; 磁記錄頭； 可旋轉地安裝在主軸上的磁記錄盤；及 干燥裝置，包圍干燥劑材料，其中與允許水分擴散出所述干燥裝置的速率相比，所述干燥裝置允許水分以更快的擴散速率擴散到所述干燥裝置中。
2.如權利要求I的硬盤驅動器，其中所述干燥裝置利用疊層材料構造，其中所述疊層材料包括面向內部的材料和面向外部的材料，且其中與所述面向內部的材料相比，所述面向外部的材料允許水分更快地通過其擴散。
3.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述面向內部的材料是疏水聚合物，且其中所述面向外部的材料是親水聚合物。
4.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述面向外部的材料是水增塑材料，該水增塑材料具有官能團對碳氫骨架的高比率。
5.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述面向內部的材料是具有低水溶性且沒有極性官能團的材料。
6.如權利要求2的硬盤驅動器，其中面向內部的材料是中等密度的聚乙烯。
7.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述干燥裝置還利用不透水的材料構造，且其中所述疊層材料構成所述干燥裝置的主體的少數部分。
8.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述面向內部的材料的水分擴散率匹配或類似所述殼的水蒸汽滲透率。
9.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述面向內部的材料是鋁化的聚酯或層疊箔，且其中所述面向外部的材料是水蒸汽可透過的。
10.如權利要求9的硬盤驅動器，其中所述面向外部的材料是低伸展的膨體聚四氟乙烯或離散孔過濾材料。
11.如權利要求2的硬盤驅動器，其中所述疊層材料包括設置在所述面向外部的材料和所述面向內部的材料之間的內層，且其中所述內層由致密無紡布構成。
12.如權利要求11的硬盤驅動器，其中所述內層是壓光氣流成網聚酯。
13.—種干燥裝置，用于在保護敏感電子設備的殼中使用，該干燥裝置包括 該干燥裝置包圍干燥劑材料， 其中與允許水分擴散出所述干燥裝置的速率相比，所述干燥裝置允許水分以更快的擴散速率擴散到所述干燥裝置中。
14.如權利要求13的干燥裝置，其中所述干燥裝置利用疊層材料構造，其中所述疊層 材料包括面向內部的材料和面向外部的材料，且其中與所述面向內部的材料相比，所述面向外部的材料允許水分更快地通過其擴散。
15.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向內部的材料是疏水聚合物，且其中所述面向外部的材料是親水聚合物。
16.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向外部的材料是水增塑材料，該水增塑材料具有官能團對碳氫骨架的高比率。
17.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向內部的材料是具有低水溶性且沒有極性官能團的材料。
18.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向內部的材料是中等密度的聚乙烯。
19.如權利要求14的干燥裝置，其中所述干燥裝置還利用不透水的材料構造，且其中所述疊層材料構成所述干燥裝置的主體的少數部分。
20.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向內部的材料的水分擴散率匹配或類似所述殼的水蒸汽滲透率。
21.如權利要求14的干燥裝置，其中所述面向內部的材料是鋁化的聚酯或層疊箔，且其中面向外部的材料可透過水蒸汽。
22.如權利要求21的干燥裝置，其中所述面向外部的材料是低伸展的膨體聚四氟乙烯或離散孔過濾材料。
23.如權利要求14的干燥裝置，其中所述疊層材料包括設置在所述面向外部的材料和所述面向內部的材料之間的內層，且其中所述內層由致密無紡布構成。
24.如權利要求23的干燥裝置，其中所述內層是壓光氣流成網聚酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及硬盤驅動器及干燥裝置，以及用于在保護敏感電子設備的殼中的干燥裝置的方法。電子設備，諸如硬盤驅動器(HDD)，可包括干燥裝置，該干燥裝置的水蒸汽滲透率匹配或基本類似殼的水蒸汽滲透率。這樣，干燥裝置可防止其中包圍的干燥劑材料釋放大量的濕氣到電子設備內部。干燥裝置可利用疊層材料構造，疊層材料包括面向內部的材料和面向外部的材料。與所述面向內部的材料相比，所述面向外部的材料允許水分更快地通過其擴散。
文檔編號B01D53/26GK102956253SQ20121029586
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者C.A.布朗 申請人:Hgst荷蘭公司